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FISICA I
(obiettivi)
Durante il corso di Fisica I vengono dapprima illustrati i principi fondamentali della meccanica classica e le grandezze correlate: forza, lavoro ed energia; successivamente vengono analizzati il principio generale di conservazione dell’energia e le proprietà di evoluzione dei fenomeni naturali (primo e secondo principio della termodinamica).
Lo studente viene introdotto all’uso del metodo scientifico per la realizzazione di modelli necessari alla soluzione di problemi fisici analizzati anche in termini di ordine di grandezza delle quantità fisiche coinvolte
Obiettivi specifici del corso.
1) Conoscenza e capacità di comprensione: al termine del corso lo studente dovrà conoscere i principi della meccanica classica e della termodinamica; padroneggiare i concetti di forza, energia, lavoro, calore e temperatura;
2) Capacità di applicare conoscenza e comprensione: al termine del corso lo studente dovrà essere in grado di impiegare i principi della meccanica e della termodinamica per impostare la soluzione di problemi fisici di media e bassa complessità;
3) Autonomia di giudizio: le capacità critiche e di giudizio dello studente saranno stimolate tramite un’attiva partecipazione alle lezioni e alle esercitazioni incoraggiata da domande del docente;
4) Abilità comunicative: lo studente verrà incoraggiato a proporre soluzioni per gli esercizi svolti stimolandolo a fornire le ragioni del proprio processo logico ;
5) Capacità di apprendimento: la capacità dello studente di proseguire in maniera autonoma nello studio verrà perseguita tramite l’autovalutazione.
Canale: 1
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BETTUCCI ANDREA
( programma)
Introduzione alla fisica. Il metodo scientifico. Grandezze fisiche fondamentali e derivate. Sistemi di unità
di misura. Dimensione ed equazioni dimensionali. Misure ed errori. Propagazione degli errori. Concetti
base di statistica.
CINEMATICA DEL PUNTO MATERIALE: Sistemi di riferimento. Modello di punto materiale.
Equazioni del moto: moti componenti, traiettoria, equazione oraria. Vettori spostamento, velocità e
accelerazione. Moto rettilineo uniforme, moto uniformemente accelerato, moto vario. Moto verticale dei
gravi. Moto con traiettoria piana: accelerazione tangenziale e normale. Moto circolare uniforme e moti
armonici componenti. Moti centrali e velocità areolare. Moti relativi e grandezze cinematiche relative.
DINAMICA DEL PUNTO MATERIALE: Legge d’inerzia e concetto di forza. Massa inerziale.
Primo, secondo e terzo principio della dinamica. Azione e reazione. Quantità di moto e impulso di
una forza. Forza peso, forze elastiche, reazioni vincolari, forze di attrito, resistenze passive. Oscillatore
armonico. Oscillazioni smorzate e forzate. Pendolo semplice. Momento di una forza rispetto a un punto.
Teorema del momento della quantità di moto. Sistemi di riferimento non inerziali: forze apparenti, forze
centrifughe.
LAVORO ED ENERGIA PER IL PUNTO MATERIALE: Lavoro e potenza. Campi di forze
conservativi: energia potenziale. Energia cinetica e teorema delle forze vive. Conservazione dell’energia
meccanica. Conservazione dell’energia.
MECCANICA DEI SISTEMI DI PUNTI MATERIALI: Centro di massa e moto del centro di
massa. Quantità di moto di un sistema di punti e teorema della quantità di moto. Conservazione della
quantità di moto e del momento della quantità di moto. Teorema del lavoro e dell’energia cinetica per
un sistema di punti. Energia cinetica e potenziale per un sistema di punti: conservazione dell’energia
meccanica. Problemi di meccanica dei sistemi. Processi d’urto: urto normale centrale, urto nello spazio.
MECCANICA DEL CORPO RIGIDO: Cinematica e dinamica dei corpi rigidi. Sistemi equivalenti
di forze. Corpo rigido girevole attorno a un asse fisso. Momento di inerzia. Energia cinetica di un corpo
rigido libero. Statica del corpo rigido. Moto di puro rotolamento.
GRAVITAZIONE: Legge di gravitazione universale. Massa gravitazionale. Moto dei pianeti e dei
satelliti: leggi di Keplero.
MECCANICA DEI CORPI DEFORMABILI: Deformazioni elastiche plastiche. Deformazioni di
volume e di scorrimento. Sforzi. Compressione di volume. Deformazione lungo un asse. Deformazione
di scorrimento e di torsione. Origine delle proprietà elastiche dei solidi. Sollecitazioni e deformazioni dei
liquidi: viscosità.
STATICA DEI FLUIDI: Pressione. Equazioni della statica dei fluidi. Statica dei fluidi pesanti.
Principio di Pascal. Principio di Archimede.
ONDE IN MEZZI ELASTICI: Tipi di onde elastiche. Principio di sovrapposizione. Onde piane
longitudinali sinusoidali. Onde piane longitudinali. Velocit` a di propagazione ed equazione delle onde
longitudinali. Intensità di un’onda. Sovrapposizione e interferenza di onde. Velocità di fase e di gruppo.
Interferenza di onde. Onde stazionarie. Battimenti. Principio di Huygens.
TERMOLOGIA: Temperatura. Principio zero della termodinamica. Scale termometriche. Quantità
di calore, calori specifici. Espansione termica dei solidi. Trasmissione del calore.
I PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA: Sistemi termodinamici. Equilibrio termodinamico.
Grandezze e variabili di stato. Trasformazioni. Lavoro nelle trasformazioni reversibili. Calore ed energia. Equivalente meccanico della caloria. Primo principio della termodinamica. Calori specifici. Processi
isotermi e adiabatici.
STATO GASSOSO E LIQUIDO DELLA MATERIA: Equazione di stato per i gas perfetti. Energia
interna dei gas perfetti. Primo principio della termodinamica per i gas perfetti. Trasformazioni nei gas
perfetti. Teoria cinetica dei gas perfetti. Pressione nella teoria cinetica. Interpretazione cinetica della
temperatura. Calori specifici nei gas perfetti ed equipartizione dell’energia.
II PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA: Macchine termiche. Ciclo di Carnot. Il secondo
principio della termodinamica. Teorema di Carnot. Temperatura termodinamica. Zero assoluto e sua
irraggiungibilit` a. Entropia. Disuguaglianza di Clausius. Entropia nei sistemi isolati. Processi irreversibili.
Entropia e disordine. Entropia e informazione.
Nella pagina web del Dipartimento di Scienze di base e Applicate per l'Ingegneria (SBAI) all'indirizzo www.sbai.uniroma1.it, sono disponibili tutte le informazioni sul corso: cliccare sulla sezione "Didattica" e successivamente su "Corsi di laurea", dopodiché cercare all'interno del corso di laurea in Ingegneria Clinica il corso di Fisica I A.A. 2017-2018.
Nel sito e-learnig della Sapienza (basato su piattaforma Moodle) all'indirizzo elearning2.uniroma1.it si trovano materiali aggiuntivi per il corso: in particolare si possono scaricare i testi d'esame degli anni precedenti. Al sito si accede con le credenziali usate per Infostud; entrati nel sito, cercare il corso di Fisica I per Ingegneria Clinica e cliccare sul pulsante "Iscrivimi"
 - D. Sette, A. Alippi: "Lezioni di Fisica - vol. I Meccanica e Termodinamica", Zanichelli
- A. Alippi, A. Bettucci, M. Germano "Fisica generale - Esercizi risolti e guida allo svolgimento con richiami di teoria", Società Editrice Esculapio
(Date degli appelli d'esame)
Canale: 2
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LARCIPRETE MARIA CRISTINA
( programma)
INTRODUZIONE
La fisica ed il metodo scientifico. Grandezze fisiche fondamentali e derivate. Sistema Internazionale, unità di misura, loro multipli e sottomultipli. Dimensioni ed equazioni dimensionali. Misure ed errori. Propagazione degli errori. Concetti base di statistica.
MECCANICA
Cinematica del punto materiale. Sistemi di riferimento. Equazioni del moto, traiettoria, legge oraria di un punto materiale. Spostamento, velocità media, velocità ed accelerazione istantanee.
Moto rettilineo uniforme, moto uniformemente accelerato, moto vario. Moto verticale dei gravi.
Moto piano con traiettoria piana: accelerazione tangenziale e normale. Moto circolare uniforme e moti armonici componenti. Moti centrali e velocità areolare. Moto rispetto a sistemi di riferimento diversi: moti relativi e grandezze cinematiche relative.
Dinamica del punto materiale. Principio di inerzia. Sistemi di riferimento inerziali. Definizione di Forza. Massa inerziale e massa gravitazionale. Il secondo principio della dinamica. Impulso e quantità di moto. Il terzo principio della dinamica. Azione e reazione. Forza peso, forze elastiche, reazioni vincolari, forze di attrito. Forze viscose di resistenza del mezzo (resistenze passive). Moto di un grave sottoposto a forza di resistenza viscosa. Oscillatore armonico. Oscillazioni smorzate e forzate. Il pendolo semplice. Momento di una forza rispetto a un punto. Momento della quantità di moto o momento angolare. Teorema del momento della quantità di moto. Sistemi di riferimento non inerziali e forze apparenti.
Lavoro ed energia. Definizione di lavoro, potenza, energia cinetica. Teorema del lavoro e dell'energia cinetica. Campi di forze conservative. Energia potenziale. Il teorema della conservazione dell'energia meccanica.
Meccanica dei sistemi di punti materiali. Definizione di centro di massa, moto del centro di massa. Quantità di moto di un sistema di punti e teorema della quantità di moto. Prima equazione cardinale della dinamica dei sistemi. Conservazione della quantità di moto. Teorema del momento della quantità di moto, conservazione dl momento della quantità di moto. Teorema del lavoro e dell'energia cinetica per un sistema di punti. Energia cinetica e moto del centro di massa (teorema di Koenig). Energia potenziale. Problemi di meccanica dei sistemi. Processi d'urto: urto normale centrale, urto nello spazio. Urto centrale elastico fra particelle puntiformi. Urti anelastici.
Meccanica dei corpi rigidi. Cinematica e dinamica dei corpi rigidi. Sistemi equivalenti di forze.
Corpo rigido girevole attorno a un asse fisso. Momento di inerzia. Energia cinetica di un corpo rigido libero. Moto di rotolamento. Statica del corpo rigido.
La gravitazione. La legge della gravitazione universale. Le leggi di Keplero.
Meccanica dei corpi deformabili. Deformazioni elastiche e plastiche. Deformazioni di volume e di scorrimento. Sforzi. Legge di Hooke. Compressione di volume. Deformazione lungo un asse. Deformazione di scorrimento e di torsione. Origine delle proprietà elastiche dei solidi. Sollecitazioni e deformazioni dei liquidi, viscosità.
Statica dei fluidi. Pressione. Equazioni della statica dei fluidi. Statica dei fluidi pesanti, legge di Stevino. Principio di Pascal. Principio di Archimede.
Onde in mezzi elastici.
Vari tipi di onde elastiche. Principio di sovrapposizione. Onde sinusoidali. Onde piane longitudinali sinusoidali. Onde piane longitudinali. Velocità di propagazione ed equazione delle onde longitudinali. Intensità di un'onda. Assorbimento e dispersione. Velocità di fase e velocità di gruppo. Interferenza di onde sferiche. Onde stazionarie. Battimenti. Principio di Huygens.
Termologia. Temperatura. Principio zero della termodinamica. Scale termometriche. Quantità
di calore, e calorimetria. Calori specifici. Espansione termica dei solidi. Dilatazione termica. Trasmissione del calore. La conduzione in regime stazionario. Convezione in regime stazionario. Scambi termici per irraggiamento.
I principio della termodinamica. Sistemi termodinamici. Stati di equilibrio termodinamico.
Grandezze e variabili di stato intensive ed estensive. Trasformazioni termodinamiche. Lavoro in una trasformazione termodinamica. Lavoro nelle trasformazioni termodinamiche reversibili.
Calore ed energia. Equivalente meccanico della caloria. Rappresentazione grafica delle trasformazioni e del lavoro. Il piano di Clapeyron. Primo principio della termodinamica. Applicazioni del primo principio ad un gas perfetto. Calori specifici. Adiabatica reversibile di un gas perfetto. Trasformazione politropica. Processi isotermi e adiabatici.
Stato gassoso e liquido della materia. Equazione di stato per i gas perfetti. L'energia interna di un gas perfetto. Primo principio della termodinamica per i gas perfetti. Trasformazioni nei gas
perfetti. Teoria cinetica dei gas perfetti. Interpretazione microscopica delle grandezze termodinamiche: interpretazione microscopica della pressione, interpretazione microscopica della temperatura. Calori specifici nei gas perfetti. Principio di equipartizione dell'energia.
II principio della termodinamica. Macchine termiche. Ciclo di Carnot. Il secondo principio della termodinamica. Enunciati del secondo principio. Equivalenza trai due enunciati. Teorema di Carnot e temperatura termodinamica assoluta. Zero assoluto e sua irraggiungibilità. Integrale di Clausius ed entropia. Entropia di alcuni sistemi termodinamici notevoli. L'entropia come parametro di stato. Processi irreversibili. Entropia e disordine. Entropia e informazione. L'entropia ed il secondo principio della termodinamica
Il programma del corso viene trattato in generale nei testi di Fisica I (Meccanica e Termodinamica), adottati nelle facoltà di Ingegneria.
Testi consigliati per lo studio:
D. Sette, A. Alippi: Lezioni di Fisica - vol. I Meccanica e Termodinamica", Zanichelli.
Oppure:
“Elementi di Fisica - meccanica, termodinamica-" di P.Mazzoldi, M.Nigro, C.Voci, EdiSes.
Testo suggerito per gli esercizi:
A. Alippi, A. Bettucci, M. Germano: \Fisica generale - Esercizi risolti e guida allo svolgimento con
richiami di teoria", Società Editrice Esculapio.
Le raccolte di esercizi di esame (Fisica I) reperibili sul sito del Dipartimento di Scienze di Base ed Applicate per l'Ingegneria.
(Date degli appelli d'esame)
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FIS/01
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Attività formative di base
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ITA |
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CHIMICA
(obiettivi)
IL CORSO DI CHIMICA HA UNA IMPORTANZA FORMATIVA INSOSTITUIBILE PER QUALSIASI FACOLTÀ DI INDIRIZZO TECNICO SCIENTIFICO.
L'OBIETTIVO CHE CI SI PONE IN QUESTO CORSO È DI SPIEGARE GLI ARGOMENTI DELLA CHIMICA GENERALE, SIA NEGLI ASPETTI SPERIMENTALI CHE TEORICI, INSIEME AI FONDAMENTI DELLA CHIMICA INORGANICA. LO STUDENTE ACQUISIRÀ CAPACITÀ DI INTERCONNETTERE GLI ARGOMENTI TRATTATI CON I FENOMENI RELATIVI AL COMPORTAMENTO DEI MATERIALI DESCRITTI ANCHE ATTRAVERSO I PRINCIPI DELLA TERMODINAMICA. SARANNO PREVISTE DURANTE IL CORSO ALCUNE ESERCITAZIONI COLLETTIVE ATTRAVERSO LE QUALI GLI STUDENTI SARANNO IN GRADO DI CONFRONTARSI TRA DI LORO RELATIVAMENTE ALLE TEMATICHE SVOLTE FINO A QUEL MOMENTO SVILUPPANDO IN QUESTO MODO ANCHE ABILITÀ COMUNICATIVE.
LO STUDENTE SARÀ MESSO IN CONDIZIONE DI COMPRENDERE E VALUTARE GLI ASPETTI CHIMICI, TERMODINAMICI E DI STRUTTURA DELLA MATERIA CONNESSI CON GLI INSEGNAMENTI SUCCESSIVI DEL CORSO DI LAUREA.
IL PROGRAMMA SI PUÒ STRUTTURARE PRINCIPALMENTE IN 4 MODULI DI SEGUITO ILLUSTRATI INSIEME AGLI OBIETTIVI SPECIFICI PER OGNUNO DI ESSI:
1) LA STRUTTURA DELLA MATERIA
- STRUTTURA ELETTRONICA DEGLI ATOMI E CLASSIFICAZIONE PERIODICA DEGLI ELEMENTI
- LEGAMI CHIMICI - STRUTTURE E GEOMETRIE MOLECOLARI
- SOSTANZE E CALCOLI STECHIOMETRICI
- STATI DI OSSIDAZIONE DI ELEMENTI E REAZIONI REDOX
LO STUDENTE CONOSCE E COMPRENDE LA STRUTTURA DELLA MATERIA A PARTIRE DAGLI ATOMI E DALLA CLASSIFICAZIONE PERIODICA DEGLI ELEMENTI E DI CONSEGUENZA PUÒ DARE UNA PREVISIONE DI QUALE TIPO DI LEGAME PUÒ INSTAURARSI TRA DUE SPECIE CHIMICHE E QUALI PROPRIETÀ MECCANICO-STRUTTURALI PUÒ AVERE IL COMPOSTO CHE NE DERIVA. IN BASE A CIÒ SARÀ IN GRADO AUTONOMAMENTE DI PRODURRE UNA CLASSIFICAZIONE DELLE SOSTANZE IN BASE AL LEGAME CHIMICO ED ALLE PROPRIETÀ AD ESSO COLLEGATE. LO STUDENTE ACQUISIRÀ CONOSCENZE RELATIVE AI CONCETTI DI STECHIOMETRIA CHE CARATTERIZZANO LA MATERIA E LE SUE TRASFORMAZIONI E SARÀ IN GRADO DI BILANCIARE UNA QUALSIASI REAZIONE CHIMICA DETERMINANDO LE QUANTITÀ DEI PRODOTTI CONOSCENDO LE QUANTITÀ ANCHE NON STECHIOMETRICHE DEI REAGENTI. SARÀ IN GRADO DI APPRENDERE LA PARTE SUCCESSIVA DEL PROGRAMMA NONCHÈ TUTTI I CONCETTI ANALOGHI POTENZIALMENTE PRESENTI IN PROGRAMMI DI CORSI SUCCESSIVI.
2) TERMODINAMICA
- STATO DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA. 1° E 2° PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA. DIAGRAMMI DI FASE.
- EQUILIBRI CHIMICI (EQUAZIONE DI VAN T’HOFF).
- EQUILIBRI TRA FASI DIVERSE DI SOSTANZE CHIMICAMENTE NON REAGENTI (EQUAZIONE DI CLAPEYRON).
LO STUDENTE CONOSCE E COMPRENDE LA TERMODINAMICA APPLICATA AI SISTEMI TERMODINAMICI E ATTRAVERSO IL PRIMO ED IL SECONDO PRINCIPIO DELLA TERMODINAMICA È IN GRADO DI ANALIZZARE GLI SCAMBI E LE TRASFORMAZIONI DI ENERGIA RISPETTIVAMENTE CON L’AMBIENTE E ALL’INTERNO DEL SISTEMA. È IN GRADO AUTONOMAMENTE DI CAPIRE LA DIREZIONE DI UNA TRASFORMAZIONE E QUALE SIA IL LAVORO UTILE MASSIMO ESTRAIBILE DA QUALSIASI SISTEMA REATTIVO. LO STUDENTE IMPARA AD ANALIZZARE AUTONOMAMENTE I DIAGRAMMI DI FASE RIUSCENDO AD ESTRARNE LE INFORMAZIONI TERMODINAMICHE NECESSARIE AD INTERPRETARE IL SISTEMA.
È IN GRADO DI CALCOLARE LA COMPOSIZIONE DI UN SISTEMA REATTIVO ALL’EQUILIBRIO E DI ANALIZZARE GLI EQUILIBRI TRA FASI DIVERSE DI SOSTANZE CHIMICAMENTE NON REAGENTI. È IN GRADO DI APPRENDERE LA PARTE SUCCESSIVA DEL CORSO COME GLI EQUILIBRI IN SOLUZIONE E L’ELETTROCHIMICA, NONCHÈ TUTTI I CONCETTI RELATIVI ALLA TERMODINAMICA PRESENTI NEI PROGRAMMI DI CORSI SUCCESSIVI.
3) EQUILIBRI IONICI IN SOLUZIONE ACQUOSA
- PROPRIETÀ DELLE SOLUZIONI DI SOLUTI NON ELETTROLITI ED ELETTROLITI
- LA CONDUZIONE ELETTRICA DELLE SOLUZIONI ELETTROLITICHE: CONDUTTIVITÀ, CONDUTTIVITÀ EQUIVALENTE E CONDUTTIVITÀ EQUIVALENTE LIMITE.
- ACIDI-BASI. SALI.
- SOLUZIONI TAMPONE.
- ELETTROLITI POCO SOLUBILI: SOLUBILITÀ E PRODOTTO DI SOLUBILITÀ.
LO STUDENTE CONOSCE E COMPRENDE LE PROPRIETÀ DELLE SOLUZIONI DI SOLUTI NON ELETTROLITI ED ELETTROLITI COME LE PROPRIETÀ COLLIGATIVE, LA CONDUZIONE DI ELETTRICITÀ E LE PROPRIETÀ ACIDE O BASICHE. È IN GRADO AUTONOMAMENTE DI TITOLARE LE SOLUZIONI, DI CALCOLARNE IL PH E DI PRODURRE SOLUZIONI TAMPONE PER MANTENERE COSTANTE IL PH DI UN SISTEMA REATTIVO E NON. È IN GRADO DI STUDIARE ED ANALIZZARE GLI EQUILIBRI CHIMICI ETEROGENEI. ANCHE IN QUESTO CASO È MESSO IN GRADO DI APPRENDERE LA PARTE SUCCESSIVA DEL PROGRAMMA NONCHÈ TUTTI I CONCETTI ANALOGHI POTENZIALMENTE PRESENTI IN PROGRAMMI DI CORSI SUCCESSIVI.
4) ELETTROCHIMICA E CINETICA CHIMICA
- CONVERSIONE DI "ENERGIA CHIMICA" IN "ENERGIA ELETTRICA" E VICEVERSA IN DISPOSITIVI ELETTROCHIMICI.
- L’EQUAZIONE DI NERNST. - FORZA ELETTROMOTRICE DI UN ELEMENTO GALVANICO. –
- POTENZIALE ELETTRODICO E POTENZIALE ELETTRODICO STANDARD DI UN SEMI ELEMENTO.
- TABELLA DEI POTENZIALI STANDARD DI RIDUZIONE DI COPPIE REDOX, POTERE OSSIDANTE E RIDUCENTE DELLE COPPIE REDOX.
- CINETICA CHIMICA
LO STUDENTE CONOSCE E COMPRENDE LE PROPRIETÀ DEI SISTEMI ELETTROCHIMICI COME PILE E FUEL CELL O ELETTROLIZZATORI CAPACI DI CONVERTIRE ENERGIA CHIMICA IN ENERGIA ELETTRICA O VICEVERSA. È IN GRADO SI CAPIRE E CONCEPIRE UN SISTEMA ELETTROCHIMICO ACCOPPIANDO OPPORTUNAMENTE SEMIELEMENTI TRA LORO IN MODO DA POTER OTTENERE ENERGIA DAL SISTEMA RISULTANTE. INOLTRE È IN GRADO DI CAPIRE SE PUÒ AVVENIRE O MENO UNA QUALSIASI REAZIONE TRA REAGENTI ATTRAVERSO L’USO DI TABELLE DEI POTENZIALI STANDARD DELLE COPPIE REDOX. CONOSCE E COMPRENDE LE BASI DELLA CINETICA CHIMICA. ALLA FINE DEL CORSO È IN GRADO DI ANALIZZARE, IN GENERALE, I SISTEMI ENERGETICI DAL PUNTO DI VISTA TERMODINAMICO-CINETICO ED ENERGETICO VALUTANDONE I PUNTI DI FORZA E LE CRITICITÀ.
Canale: 1
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PETRUCCI RITA
( programma)
Elementi, Composti, Calcoli Stechiometrici: l'atomo, numero atomico, numero di massa, elementi e composti, massa atomica e massa molecolare relative. Composizione percentuale in massa di un composto: formula minima e formula molecolare. Mole e massa molare. Stechiometria di reazione. ( 8 ore)
Struttura elettronica dell’atomo e classificazione periodica degli elementi: modelli atomici; spettri di emissione e di assorbimento. Modello ondulatorio-corpuscolare della luce e della materia: da Planck a de Broglie. Principio di indeterminazione di Heisenberg. Modello quantistico dell’atomo di idrogeno di Bohr. Modello quantistico-ondulatorio dell’atomo di idrogeno: i livelli energetici, gli orbitali. Configurazione elettronica di atomi polielettronici: la tavola periodica degli elementi. Struttura elettronica e proprietà degli elementi. Affinità elettronica e potenziale di ionizzazione. (6 ore)
Legami Chimici: Legame ionico. Legame covalente secondo la teoria del Legame di Valenza. Elettronegatività e polarità nei legami. Legami intermolecolari e stati di aggregazione della materia: legame idrogeno, forze di Van der Waals. Struttura delle molecole, geometria e ibridizzazione: il metodo VSEPR. Risonanza. Il legame chimico secondo la teoria degli Orbitali Molecolari: cenni – diagrammi di correlazione per molecole biatomiche, legami a elettroni delocalizzati. Il legame metallico: modello a bande. Conduttori, semiconduttori e isolanti. Stato di ossidazione degli elementi e reazioni redox: Stato di ossidazione di un elemento in un composto e variazioni: reazioni redox. Bilanciamento di una redox mediante il metodo della variazione del numero di ossidazione. (10 ore)
Stato Gassoso: gas ideali ed equazione di stato. Teoria cinetica dei gas e distribuzione di Maxwell Boltzmann: cenni. Miscugli gassosi: frazione molare, pressione parziale, densità gassosa, densità relativa, massa molecolare apparente. Gas reali ed equazione di Van der Waals. (4 ore)
Energia in movimento: termodinamica chimica. Variazione di energia nelle trasformazioni: equivalenza tra calore e lavoro meccanico, 1° principio della termodinamica, energia interna, entalpia, legge di Hess. Spontaneità di una trasformazione: 2° principio della termodinamica, entropia, energia libera, potenziale chimico. (6 ore)
Equilibrio di materia: Equilibri di fase. Sostanze pure: equilibrio tra fasi, equazione di Clausius-Clapeyron, diagrammi di stato di acqua e anidride carbonica.
Miscele non reattive liquido-liquido: equilibrio liquido-vapore, la legge di Raoult e deviazioni. Distillazione di miscele ideali e reali. Soluzioni e proprietà colligative: abbassamento della tensione di vapore, abbassamento crioscopico, innalzamento ebullioscopio, pressione osmotica. (6 ore)
Equilibrio di materia: Equilibri di reazione. Equilibri gassosi omogenei ed eterogenei. Legge delle masse: costanti di equilibrio kp e kc. Grado di avanzamento della reazione. Il principio di Le Chatelier. Fattori che influenzano la composizione di un sistema all’equilibrio. Dipendenza della costante di equilibrio dalla temperatura: equazione di Van’t Hoff. (6 ore)
Equilibri ionici in soluzione acquosa. La reazione di autoprotolisi dell’acqua e il pH. Acidi e basi secondo la teoria di Brønsted e Lowry. Calcolo del pH per un acido (base) forte e per un acido (base) debole monoprotico in soluzioni diluite e molto diluite. Idrolisi salina. Acidi e basi poliprotici: cenni. Elettroliti anfoteri. Mescolamenti non reattivi (diluizioni) e mescolamenti reattivi (neutralizzazioni). Soluzioni tampone. (10 ore)
Equilibri eterogenei in soluzione acquosa. Sali poco solubili: soluzione satura, solubilità, prodotto di solubilità. Precipitazione da soluzione, effetto dello ione comune, influenza del pH sulla solubilità. (4 ore)
Cinetica Chimica: velocità di reazione. Meccanismo di reazione e teoria dello stato di transizione. Equazione cinetica per reazioni del primo e secondo ordine. Influenza della temperatura: equazione di Arrhenius. Catalisi. (4 ore)
Elettrochimica: Semireazioni redox e bilanciamento con il metodo ionico-elettronico. Energia libera e lavoro utile: conversione dell’energia chimica in energia elettrica. Semielementi galvanici e celle galvaniche. Forza elettromotrice ed equazione di Nernst. Semielementi di riferimento: l’elettrodo standard a idrogeno. Tabella dei potenziali standard di riduzione di coppie redox e sue applicazioni. Corrosione galvanica, passivazione. (8 ore)
Cenni di Chimica Organica
Idrocarburi alifatici saturi e insaturi: nomenclatura, isomeria di struttura, conformazionale e geometrica, reattività (sostituzione radicalica degli alcani). Idrocarburi aromatici (il benzene). Principali gruppi funzionali: alogenuri alchilici, alcoli, ammine, aldeidi, chetoni, acidi carbossilici, esteri e ammidi. (4)
Peter Atkins e Loretta Jones, “Principi di Chimica”, 4a ed., Zanichelli
Mario Schiavello e Leonardo Palmisano, “Fondamenti di Chimica”, 5a ed., EdiSES
Petrucci Herring Madura Bissonette, "Chimica generale", 11a ed., Piccin
(Date degli appelli d'esame)
Canale: 2
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DELL'ERA ALESSANDRO
( programma)
LA STRUTTURA DELLA MATERIA
- Particelle fondamentali in un atomo. - Numero atomico e numero di massa di un atomo. - Nuclidi, isotopi ed elementi chimici. - Massa atomica relativa. - La mole come unità di misura della quantità di sostanza e il Numero di Avogadro.
STRUTTURA ELETTRONICA DEGLI ATOMI E CLASSIFICAZIONE PERIODICA DEGLI ELEMENTI
- Il modello di Bohr dell'atomo di idrogeno. - Principio di indeterminazione di Heisenberg. - Equazione di De Broglie e cenni sulla trattazione ondulatoria. - L'orbitale atomico. - Costruzione della struttura elettronica di un atomo nel suo stato fondamentale: principio di esclusione di Pauli e della massima molteplicità (o di Hund). Classificazione periodica degli elementi. Energia di ionizzazione, affinità elettronica e carattere metallico di un elemento. - Raggio atomico.
LEGAMI CHIMICI - STRUTTURE E GEOMETRIE MOLECOLARI
- Concetto di legame e l'energia di legame - Il legame atomico (o covalente). - Legami atomici semplici doppi e tripli. Legami atomici dativi (o di coordinazione). - Elettronegatività degli elementi. - Polarità nei legami atomici. Molecole polari e non polari. - Il legame ionico. - L'ibridizazione degli atomi e le geometrie delle molecole. - Il legame metallico.
SOSTANZE E CALCOLI STECHIOMETRICI
- Composizione elementare di un composto chimico e sua formula minima. - Formule molecolari ed unità di formula. - Masse formali relative. - Massa molare di una sostanza. - Rappresentazione quantitativa di una reazione chimica: equazione stechiometrica (o chimica). - Bilanciamento di una equazione chimica. Reagenti in proporzioni stechiometriche o non stechiometriche. Rendimento di una reazione.
STATI DI OSSIDAZIONE DI ELEMENTI E REAZIONI REDOX
- Stato di ossidazione di un elemento in un composto. - Correlazione tra stati di ossidazione degli elementi e loro classificazione periodica. - Variazione dello stato di ossidazione di un elemento: ossidazione, riduzione e reazioni redox. Bilanciamento di equazioni chimiche redox. Coppie redox.
STATO DI AGGREGAZIONE DELLA MATERIA
Stato gassoso. Proprietà macroscopiche dei gas. Gas ideale ed equazione di stato. Teoria cinetica dei gas. Applicazione della legge dei gas in chimica. Miscugli gassosi: frazioni molari, pressioni parziali, massa molecolare (media). - Gas reali ed equazione di Van der Waals. - Liquefazione dei gas e stato critico.
Stato solido. Solidi ionici, solidi molecolari, solidi covalenti solidi metallici.
Stato liquido. Evaporazione e solidificazione dei liquidi. Soluzioni (liquide): solvente e soluto (gassoso, solido e liquido), concentrazione delle soluzioni e concetto di saturazione.
TERMODINAMICA CHIMICA
Sistemi termodinamico e ambiente: variabili di stato (intensive ed estensive), funzioni di stato. - L'equilibrio termodinamico, trasformazioni reversibili ed irreversibili. - Lavoro meccanico nelle trasformazioni termodinamiche. - 1° Principio della termodinamica. Il calore nelle trasformazioni a volume costante ed in quelle a pressione costante: la funzione di stato, entalpia. - Effetto termico nelle reazioni chimiche: equazione termochimica. - Stati standard delle sostanze. - Additività delle equazioni termochimiche (legge di Hess). - 2° Principio della termodinamica: la funzione di stato entropia. L'entropia allo zero assoluto (3° Principio della termodinamica). - La funzione di stato energia libera (o funzione di Gibbs). - Criteri di spontaneità e di equilibrio nelle reazioni chimiche e nelle trasformazioni di fase. - Il potenziale chimico. - Variazione dell'energia libera del sistema nel progressivo avanzamento di una reazione fino all'equilibrio. - Legge dell'equilibrio chimico: costante standard (di equilibrio) di una reazione. Dipendenza della costante di equilibrio dalla temperatura: equazione di Van t'Hoff. Il rendimento di una reazione.
EQUILIBRI TRA FASI DIVERSE DI SOSTANZE CHIMICAMENTE NON REAGENTI
Sistemi ad un solo componente.
- Equilibri tra fasi diverse di una stessa sostanza: equazione di Clausius - Clapeyron. Diagramma di stato dell'acqua.
Sistemi a due componenti completamente miscibili.
- L’equilibrio liquido-vapore: legge di Raoult. Diagrammi isotermi "pressione di vapore - composizione della fase liquida e della fase vapore in equilibrio". Diagrammi isobari "temperatura di ebollizione - composizione della fase liquida e della fase vapore in equilibrio". Distillazione.
Sistemi a due componenti completamente immiscibili o parzialmente miscibili.
- Concetto di immiscibilità e aspetto chimico del fenomeno. Costante di ripartizione di una sostanza in due liquidi immiscibili.
- Miscibilità parziale e lacuna di miscibilità per liquidi e solidi.
PROPRIETA’ DELLE SOLUZIONI DI SOLUTI NON ELETTROLITI ED ELETTROLITI
- Proprietà colligative: Abbassamento della pressione di vapore del solvente nel passare da solvente puro a soluzione; abbassamento della temperatura di congelamento e innalzamento della tempeatura di ebollizione di una soluzione.
- Curve di raffreddamento, diagrammi eutettici e peritettici di soluzioni e leghe.
- La conduzione elettrica delle soluzioni elettrolitiche: conduttività, conduttività equivalente e conduttività equivalente limite.
EQUILIBRI IONICI IN SOLUZIONE ACQUOSA
La legge dell'equilibrio chimico per reazioni in soluzione (Kc). La reazione di auto-ionizzazione dell'acqua e sua costante di reazione (Kw). Definizione di acido e di base secondo Arrhenius. Reazione acido-base secondo Bronsted e Lewis. Soluzioni neutre, acide e basiche: il pH. Calcolo del pH di soluzioni di acidi, basi, e sali. Calcolo del pH di miscele di acidi, basi e acido forte con base forte: neutralizzazione.
Elettroliti poco solubili: solubilità e prodotto di solubilità (Kso)
ELETTROCHIMICA
- Semi reazioni redox e loro bilanciamento con il metodo ionico-elettronico. - Reazioni redox e possibilità di conversione di "energia chimica" in "energia elettrica" e viceversa in dispositivi elettrochimici. - L’equazione di Nernst. - Forza elettromotrice di un elemento galvanico. - Potenziale elettrodico e potenziale elettrodico standard di un semi elemento. – Semi elemento standard di idrogeno. - Tabella dei potenziali standard di riduzione di coppie redox, potere ossidante e riducente delle coppie redox.
CINETICA CHIMICA
Cenni sulla velocità di reazione .
Chimica generale e inorganica
Autori: Tagliatesta - Failla - Paolesse - Pasini - Pasquali - Valli Ed. Edi Ermes
Fondamenti di chimica
Autori: Paolo Silvestroni Ed. Zanichelli
Problemi di chimica
Autori: Mauro Pasquali Alessandro Dell'Era Ed. Esculapio
(Date degli appelli d'esame)
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9
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CHIM/07
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90
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Attività formative di base
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ITA |
1015376 -
ANALISI MATEMATICA II
Canale: 1
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DE CICCO VIRGINIA
( programma)
. Funzioni di più variabili
Richiami di topologia in Rn. Limiti e continuità. Derivate parziali. Derivate successive. Il teorema di
Schwarz. Gradienti. Differenziabilità. Massimi e minimi relativi.
. Forme differenziali lineari
Curve regolari. Curve orientate. Lunghezza di una curva. Integrale curvilineo di una funzione.
Alcune nozioni sui campi vettoriali. Lavoro. Campi conservativi.
Forme differenziali lineari. Integrale curvilineo di una forma differenziale lineare. Forme differenziali
esatte nel piano e nello spazio.
. Integrali multipli
Definizione di integrale multiplo. Dominio normale rispetto agli assi. Formule di riduzione per integrali
doppi.
Trasformazione delle coordinate polari. Formule di Gauss-Green e teorema della divergenza nel
piano.
Integrali tripli. Coordinate cilindriche e sferiche. Baricentri e primo teorema di Guldino.
. Integrali superficiali
Superfici regolari, piano tangente e versore normale. Integrali superficiali. Area di una superficie
regolare. Superfici di
rotazione e secondo teorema di Guldino. Orientazione delle superfici regolari.
Teoremi della divergenza e del rotore. Formula di Stokes.
Trasformazione delle coordinate polari. Formule di Gauss-Green e teorema della divergenza nel piano
e nello spazio.
Integrali tripli. Coordinate cilindriche e sferiche. Baricentri e primo teorema di Guldino.
Successioni di funzioni reali di variabile reale.
Serie di funzioni: convergenza puntuale, assoluta, uniforme, totale.
Serie di Taylor, sviluppabilità in serie di Taylor, criterio per la sviluppabilità. Unicità dello sviluppo in
serie di potenze.
Sviluppi delle funzioni elementari.
Serie di Fourier e serie di Fourier.
Cigliola, de Bonis, De Cicco: Complementi di Analisi Matematica II.- Ed. LaDotta, 2014
De Cicco, Giachetti: Metodi matematici per l'Ingegneria.- Ed. Esculapio, 2011
(Date degli appelli d'esame)
Canale: 2
-
DE CICCO VIRGINIA
( programma)
Funzioni di più variabili
Richiami di topologia in Rn. Limiti e continuità. Derivate parziali. Derivate successive. Il teorema di
Schwarz. Gradienti. Differenziabilità. Massimi e minimi relativi.
. Forme differenziali lineari
Curve regolari. Curve orientate. Lunghezza di una curva. Integrale curvilineo di una funzione.
Alcune nozioni sui campi vettoriali. Lavoro. Campi conservativi.
Forme differenziali lineari. Integrale curvilineo di una forma differenziale lineare. Forme differenziali
esatte nel piano e nello spazio.
. Integrali multipli
Definizione di integrale multiplo. Dominio normale rispetto agli assi. Formule di riduzione per integrali
doppi.
Trasformazione delle coordinate polari. Formule di Gauss-Green e teorema della divergenza nel
piano.
Integrali tripli. Coordinate cilindriche e sferiche. Baricentri e primo teorema di Guldino.
. Integrali superficiali
Superfici regolari, piano tangente e versore normale. Integrali superficiali. Area di una superficie
regolare. Superfici di
rotazione e secondo teorema di Guldino. Orientazione delle superfici regolari.
Teoremi della divergenza e del rotore. Formula di Stokes.
Trasformazione delle coordinate polari. Formule di Gauss-Green e teorema della divergenza nel piano
e nello spazio.
Integrali tripli. Coordinate cilindriche e sferiche. Baricentri e primo teorema di Guldino.
Successioni di funzioni reali di variabile reale.
Serie di funzioni: convergenza puntuale, assoluta, uniforme, totale.
Serie di Taylor, sviluppabilità in serie di Taylor, criterio per la sviluppabilità. Unicità dello sviluppo in
serie di potenze.
Sviluppi delle funzioni elementari.
Serie di Fourier e serie di Fourier.
Cigliola, de Bonis, De Cicco: Complementi di Analisi Matematica II.- Ed. LaDotta, 2014
De Cicco, Giachetti: Metodi matematici per l'Ingegneria.- Ed. Esculapio, 2011
(Date degli appelli d'esame)
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9
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MAT/05
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90
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Attività formative di base
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ITA |
